质谱成像技术使临床诊断更容易，更智能，分辨率可达3μm
韩国DGIST的生物学研究团队最近开发出一种技术，该技术能够在一般大气压环境中无需化学预处理即可获得微米级活体生物样品的高分辨率质谱成像。
这项技术由DGIST的生物系Dae Won Moon教授和Jae Young Kim博士共同研发。该研究展示了一种高分辨率质谱成像系统，这个系统能够以几微米的分辨率分析活体生物样品。
左侧Dae Won Moon教授，右侧 Jae Young Kim博士
质谱成像系统是一种测量某个区域中存在多少物质的技术，因为它通过从组织中解吸生物分子来测量生物分子的质量，从而获得组织和细胞的生物分子信息以及生物分子的空间分布。
研究人员通常使用离子束解吸系统或激光解吸方法在真空状态下将生物分子样品分离以获得高分辨率质谱图像。然而，为了通过将样品置于真空室中以精确分析样品，需要诸如切割冷冻样品或化学处理的预处理过程。然而在此过程中，容易发生诸如损坏样品或分子信息丢失的副作用。
尽管近10年来在世界范围内对大气压力环境中的质谱和质谱成像方法进行了大量的研究，但由于电离生物样品的性能限制，这些技术尚未直接应用于生物科学和医学领域。
在该研究中，研究小组使用飞秒激光从生物样品中解吸生物分子，用等离子体射流将电离生物分子解吸的同时使用质谱分析生物样品。此外，研究人员通过利用活组织的内吞作用将金纳米粒子均匀地扩散到生物样品上，并改变了生物样品的光吸收特性，从而使生物样品低激光功率下容易发生生物分子解吸。
为了解决生物样品在大气压电离质谱分析过程中可能出现的工程问题，他们在装置之间增加了离子传输装置，激光聚焦透镜，2D扫描台和信号同步电路，从而完善了这套系统。
通过使用该系统，研究团队从小鼠脑的海马组织切片中提取约250种生物分子物质，并从10种生物分子材料获得分辨率为3μm或更小的质谱成像。此外，取自相同大鼠的相邻组织切片用于确定药物在活组织检查水平的有效性。
通过本研究的结果，团队预计通过使用这套质谱成像系统作为基于组织的药物筛选技术，从而可以提高新药开发的可靠性并且可以减少实验动物的牺牲。
Moon教授说：“你可以从具有代谢活动的生物样本中获取大量未损坏的生物分子信息。同时，你可以在高分辨率条件下对其进行可视化研究。因此，这项技术将对分子生物学研究做出重大贡献。”他还补充说：“我们将进行进一步研究以扩大样品中可检测的分子量范围，并将其用于医学诊断领域，如开发新药筛选和质谱内窥镜检查。”
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